Background e obiettivi

In un precedente studio sul contenuto di metalli pesanti e metalloidi in molluschi bivalvi, crostacei e pesci lagunari campionati nell’area d’indagine, la laguna di Boi Cerbus, che si trova nella parte sud-occidentale della Sardegna (Sulcis-Iglesiente), erano stati rilevati elevati livelli di arsenico ed erano state avanzate stime per la valutazione del rischio da esposizione alimentare (33)_{. Seguendo l’approccio metodologico}

armonizzato europeo, che utilizza il parametro tossicologico del Provisional Tollerable Weekly Intake (PTWI) come “quantità massima di contaminante tollerabile settimanalmente” in funzione del peso corporeo dell’individuo, le concentrazioni di arsenico totale riscontrate avrebbero contribuito per l’86% del PTWI negli adulti e per i giovani ed i bambini (che rappresentano gruppi vulnerabili) rispettivamente il 126% ed il 215% della dose accettabile. Si è trattato ovviamente di stime molto prudenziali, nell’ipotesi estrema che tutto l’arsenico riscontrato avesse gli effetti tossici dell’arsenico inorganico. Tale studio preliminare ha quindi spinto la ricerca ad effettuare un’analisi più approfondita ed accurata del rischio potenziale. Infatti, per quanto concerne la valutazione del rischio per esposizione alimentare, è apparso da subito di fondamentale importanza poter stimare la frazione di arsenico inorganico, che è quella che presenta rilevanza sanitaria. Nello scenario di ricerca che si è aperto, è apparso da subito necessario poter quindi disporre di tecniche analitiche capaci di discriminare, in una vasta gamma di prodotti della pesca, l’arsenico inorganico dal complesso di composti riferibili alle forme organiche dell’arsenico. La tecnica che permette di caratterizzare e determinare un elemento nelle sue diverse forme chimiche è chiamata “analisi di speciazione” e per “speciazione” si intende la distribuzione di un elemento nelle sue diverse specie chimiche. La IUPAC (International Union of Pure and Applied

Chemistry) a questo proposito fornisce le seguenti definizioni (34)_{: «Speciazione di un}

elemento» è la “distribuzione di un elemento nelle specie chimiche definite in un sistema” (Speciation of an element; speciation. Distribution of an element amongst defined chemical species in a system), mentre per «Specie chimica (Elemento chimico)» deve intendersi una “specifica forma di un elemento definita come la sua composizione isotopica, stato di ossidazione o elettronico, e/o struttura molecolare o del complesso”

(Chemical species. Chemical elements: specific form of an element defined as to isotopic composition, electronic or oxidation state, and/or complex or molecular structure) e, infine, per «Analisi di speciazione» è definita quella “tecnica analitica di identificazione e/o misura della quantità di una o più singole specie chimiche in un campione” (Speciation analysis. Analytical chemistry: analytical activities of identifying and/or measuring the quantities of one or more individual chemical species in a sample). I metodi usati per la speciazione si basano fondamentalmente sulla combinazione di tecniche di separazione e tecniche di rivelazione. In relazione al tipo di separazione che si vuole attuare, sono possibili differenti approcci operativi che coinvolgono strumentazioni diverse. Nel caso delle analisi di speciazione dell’arsenico

(16, 20, 30, 35, 36, 37, 38, 39) _{le tecniche di separazione attualmente più usate sono senza}

dubbio quelle cromatografiche, HPLC (High Performance Liquid Chromatography) in combinazione (o “hyphenated applications”) con rivelatori di massa con sorgente al plasma accoppiato induttivamente, ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass

Spectrometry). Tale accoppiamento (Figura 7) è possibile anche perché l’usuale flusso di

lavoro dell’HPLC (~1ml/min-1) è compatibile con il flusso di aspirazione del sistema ICP.

Figura 7: sequenza strumentale per la tecnica HPLC/ICP-MS di speciazione dell’arsenico.

In genere, l’analisi di speciazione dell’arsenico in campioni marini viene eseguita non routinariamente ma per ricerche ad hoc e finalità scientifiche (comunque non nel contesto di piani di sorveglianza), ponendosi come obiettico soprattutto la

HPLC separation ICP-MS element specific detection

differenziazione multipla delle specie organiche dell’elemento (29, 40)_{. Con procedura}

che meglio si presterebbe agli obiettivi di sorveglianza in sanità pubblica, è stato invece sperimentato un particolare sistema di preparazione del campione che permette, sempre attraverso tecnica HPLC/ICP-MS, un’analisi di speciazione “semplificata”, ovvero finalizzata alla sola determinazione dell’arsenico inorganico. Originariamente sperimentata in campioni di pesci marini (41)_{, dopo un’ulteriore semplificazione e}

perfezionamento della procedura, è stata inoltre applicata, oltre che sui pesci marini, anche sui molluschi bivalvi e crostacei (42)_{. L’IZS dell’Umbria e delle Marche, Sezione}

di Ancona, ha di recente adottato e messo a punto tale procedura analitica, fondamentalmente orientata, come è già stato sottolineato, all’analisi di speciazione “semplificata” dell’arsenico, indirizzata cioè alla determinazione della frazione inorganica. La stessa metodica è stata utilizzata anche nel presente studio.

Pertanto, nell’ambito delle attività di biomonitoraggio ambientale effettuate nella laguna di Boi Cerbus, con quest’ultimo step si è voluta sviluppare la ricerca, con l’obiettivo di rilevare le frazioni tossiche dell’arsenico (come AsINORG/AsTOT x 100) su organismi marini

“sentinella” dell’area costiera indagata.

Ci si è sono posti come obiettivi correlati anche quelli di:

 determinare le concentrazioni di arsenico totale e quelle di arsenico inorganico in una vasta gamma di specie marino-lagunari di prodotti della pesca, ponendo particolare attenzione a evidenziare eventuali differenze tra specie o taxa di livello superiore, oltre che tra organismi bentonici (o a contatto col sedimento) vs quelli nectonici;  utilizzare i risultati ottenuti come elementi utili per completare una campagna di

controllo quanto più completa per approfondire le conoscenze sul comportamento dell’arsenico in organismi marino costieri con habitat prossimo ad aree minerarie, come quelle del Sulcis-Iglesiente, e valutarne l’impatto sulla sicurezza alimentare;  perfezionare e validare una procedura per la separazione, l’identificazione e la

quantificazione dell’arsenico inorganico vs quello organico nelle matrici biologiche ittiche, sempre mediante l’utilizzo di un sistema accoppiato HPLC/ICP-MS, ma con una procedura semplificata, tale da potersi estendere operativamente (valutandone i costi/benefici) anche all’attività pianificata del controllo ufficiale sugli alimenti.